冻融作用对压实黄土结构影响的微观定量研究

作     者：穆彦虎 马巍 李国玉 毛云程 

作者机构：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省交通科学研究所有限公司甘肃兰州730050 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2011年第33卷第12期

页      面：1919-1925页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(40821001 41001041 40801022 40801026 41071048) 西部交通建设科技项目(200831800025) 中国科学院西部行动计划项目(KZCX2-XB2-10) 冻土工程国家重点实验室研究项目(SKLSE-ZQ-02 SKLFSE-ZY-03) 

主　　题：压实黄土 冻融循环 电镜 宏观和微观特性 

摘      要：通过补水条件下的冻融循环试验,对经历不同冻融次数的压实黄土土样进行电镜扫描图像的定量分析,同时进行土样宏观物理性质的测试,探讨微观结构与宏观性质之间的关系,揭示冻融循环对压实黄土结构影响的过程与机理。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,土样内部冰晶的生长及冷生结构的形成导致土样中孔隙体积增加,土颗粒受到挤压并形成新的土骨架结构。大中孔隙个数及其所占孔隙总面积百分比显著增加,由2次冻融循环后的78%增加至31次冻融循环后的90%。同时,土样中出现一些由大中孔隙组成的、对黄土湿陷性起控制作用的架空孔隙。宏观物理性质测试表明,随着冻融循环次数的增加,土样含水率显著增加并出现重分布,而干密度则先减小而后基本保持不变。31次冻融循环后,土样上下层含水率相比于初始值增加分别超过140%,50%,而干密度则由初始的1.86 g/cm3减小为1.55 g/cm3,减幅为17%。微观结构和宏观性质的改变均表明了冻融作用对于压实黄土结构的弱化作用。